适用于全国自动站小时降水资料的质量控制方法

区域自动站逐小时降水资料对于气象预警、决策服务、预报验证等非常重要。资料在提供使用前其质量状况应是可知的。在制作的区域自动站逐小时降水资料数据集基础上,并结合国家级台站观测的小时降水资料,通过深入分析错误数据的存在方式,研制形成全国自动站逐小时降水资料质量控制方案。该方案适用于全国范围内区域站和国家站,实时和非实时上传的逐小时降水资料自动质量控制。最后介绍了利用该方案对2006—2009年实时上传的全国自动站小时降水资料的质量评估结果。     

适用于全国气象自动站正点相对湿度资料的质量控制方法

在国家气象信息中心制作的全国自动站正点相对湿度资料数据集基础上,结合地面月报文件中相对湿度资料,通过深入分析错误数据的存在方式,最终研制形成全国自动站(包括国家级自动站和区域自动站)正点相对湿度资料质量控制方案.利用该方案,对2006-2009年实时上传的全国自动站正点相对湿度资料进行了质量评估,数据的可用率、可疑率、错误率分别为:96.68％、0.30％、3.02％.并指出当经过质量控制后,数据被判为可疑数据时,可考虑结合人工分析辅助判断.     

广东省区域自动站数据的质量分析与评估

基于2015年7月1日至2018年12月31日广东省区域自动站小时数据,针对数据可用性及疑误信息做了相关统计分析。结果表明:各要素可用率主要受缺测率影响,可疑率及错误率对可用率影响较小;各要素缺测率相关性较好,影响缺测率主要是通信故障和数据采集软件故障。疑误信息中最终判定为可疑信息占62.2%、缺测信息占29.6%,其余为错误信息;气压、水汽压、风速的疑误信息居多,引起这些疑误信息的主要原因是未通过人工检查和内部一致性检查。     

全国自动气象站实时观测资料三级质量控制系统研制

迄今,中国气象局已在全国建立了55000余个地面自动气象站（含国家级自动站和区域自动站）。为了促进众多台站观测资料质量提高,在实时业务中保障用户用到基本正确有效的数据,2009年底中国气象局启动了“全国自动站实时资料质量控制与综合评估系统建设”工程,旨在研制一套基本适用于全国自动站实时观测数据的质量控制技术方法,建立台站、省级、国家级资料部门的地面自动站实时资料三级质量控制与反馈业务系统。在探究自动站错误数据表现形式的基础上,研制了自动站实时观测数据质量控制技术;从业务分工与应用角度,设计建立了台站负责质量监控、省级负责质量控制和国家级主要负责质量评估的自动站实时资料三级质量控制系统。该系统已在2400多个国家级气象台站、31个省级和国家级资料部门安装部署与业务应用。通过系统建设与应用,实时上传的自动站数据质量得到明显改善。主汛期全国自动站逐小时气温、降水数据可用率分别从2009年的88%、83%提升到2012、2013年的98%左右。     

自动站逐小时观测资料质量评估反馈系统的设计与实现

该文详细阐述了"自动站逐小时观测资料质量评估反馈系统"的设计和实现功能,系统已经投入业务使用,并且稳定运行。该系统的投入使用,实现了自动站疑误数据的及时反馈,有效地发挥了基层台站的数据质量源头控制作用,大大提高了我省自动站疑误数据的反馈率。     

2019年辽宁及内蒙古冻土自动观测及其分钟数据的时间一致性检测

在辽宁省喀左站、辽阳站和内蒙古满洲里站统一安装5种型号冻土自动观测仪进行外场试验,采集2019年3—6月逐分钟冻土数据,采用纵横极值集合法,对采样数据进行时间一致性质量控制,与3站的人工定时数据进行对比分析。根据同期人工观测数据,判断冻土自动观测异常可疑数据和异常数据阈值,分别为5 cm和11 cm,据此开展验证。结果表明: 冻土自动观测仪分钟数据完整率为99.59%;冻土自动观测仪平均冻土层数与人工观测基本一致,符合冻土业务数据分布特性; 5种类型冻土自动观测仪均能较好地反映不同气候区域的冻土的分钟数据变化,冻土自动观测分钟数据质量控制阈值合理可靠。     

甄别自动站疑误数据报警信息方法之探讨

利用2012年1月至2013年1月防城港市部分自动气象站实时观测资料经质量控制后生成的可疑或错误数据质量控制信息报警个例,参照自动站数据质量控制方法,通过分析报警时次的自动站数据,查找系统报警原因,提出判别自动站可疑或错误数据报警信息的方法。     

观测数据中气象站位置信息检验及应对策略研究

自动气象站位置信息是准确应用观测数据的前提,但受多种因素影响部分测站位置信息不准确客观存在。依据气象站位置信息的特点,设计了一套适用于观测数据中气象站位置信息检验评估的方法和流程,对2018年1月全国62 162个气象站逐小时观测数据中经纬度和海拔高度进行了检验。结果表明:(1)位置信息出现疑误的站点均为区域站;(2)位置信息的站点疑误率为4. 8%,且海拔高度出现疑误的概率大于经纬度,海拔高度和经纬度的站点疑误率分别为4. 2%和1. 3%;(3)随时间变化异常是位置信息疑误的主要表现形式,经纬度和海拔高度时间一致性检查的方法检出率分别为94. 9%和74. 5%。最后,依托MDOS建立了自动气象站位置信息综合监视流程,降低了位置信息疑误对后端应用的影响。     

南海区域站气象资料质量控制方法改进

为确保南海海岛气象站资料的可靠性、可用性,本文通过对南海区域站实时气象资料原有质量控制方法得出的疑误信息进行分析,利用增加双站对比检查和对空间一致性检查方法进行改进,对南海区域站实时气象资料进行质量控制,以降低南海区域站正确数据被检测为疑误数据的概率。应用新质量控制方法对2015年9月至2016年7月南海区域站数据进行质量控制,剔除的误检信息占原疑误信息的71.7%,疑误检出后的准确率有较大提高。     

中国小时风速数据集研制及在青藏高原地区的应用

基于记录2400余个国家站建站至今的地面风自记观测数据文件,与2001以来自动站小时风速数据进行拼接整合,形成中国2400个站点从建站以来的逐小时风速序列;同时结合历史风速资料信息化特点,参考我国小时风速数据特性研制质量控制方案,完成中国逐小时台站观测风速数据集的研制。20世纪50年代,只有少部分地面观测站采用风自记观测,主要分布在我国东北、华北、江南等地区。风自记站数在70年代以后增加较快,逐渐接近地面观测站数。2004年以后,所有地面观测站均实现了风的逐小时观测。经分析,全国76.3%台站平均缺测率小于7%。2005年自动站开始自动观测后,正确率高于95%;可疑率在1969年和1970年最高,分别为0.21%和0.18%;错误率在1991年、1998年、1997年和2004年相对偏高,分别为0.013%、0.005%、0.001%、0.001%。利用研制的逐小时风速数据集,对青藏高原地区各季节风速日变化进行分析应用,结果表明:春季风速较大,各小时平均风速均高于其他三个季节。青藏高原东部(西部)地区在16:00(14:00)(如无特别说明,均指北京时)风速较大,06:00(06:00)风速较小。东部地区16:00风速明显大于西部地区14:00风速,分别为3.75 m·s~(-1)和2.90 m·s~(-1)。1995-2015年春季,东部峰时风速序列与平均风速都显示为减小趋势(通过0.01的显著性检验);青藏高原西部峰时风速与平均风速序列无显著的变化趋势。     

苏皖地面自动站资料的质量控制及结果分析

利用江苏和安徽2012—2014年151个国家站及2 600个区域站资料,对各类自动站资料的质量及其控制方法进行初步探讨。采用缺测资料统计、气候界限值检查、气候极值检查、内部一致性检查、二次迭代的空间一致性检查、时间一致性检查、持续性检查及综合决策算法分别对国家站和区域站资料进行系统的质量控制,并根据质量控制结果进行可疑站点的标记。结果显示:国家站各要素资料缺测率远低于区域站,且资料质量总体上均明显优于区域站;自动站各要素中温、压要素的质量最好,其次是相对湿度;除了空间一致性检查中风场资料的检查结果差别不大外,其余检查中区域站资料的未通过率均远高于国家站资料;将错误资料及可疑站点信息进行及时反馈,能改善实时资料质量,并为相应测站的检修与维护提供依据。     

自动气象站数据实时质量控制业务软件设计与实现

介绍了一种面向天气监测预报实时业务的自动气象站数据质量控制软件。该软件综合应用数据质量控制、网络消息即时通信等技术,将数据质量控制纳入气象信息业务流程,建立了省、市、县三级气象台站联动的自动站数据实时质量控制业务流程,实现了对江西省89个国家自动气象站和1531个区域自动气象站观测数据的实时质量控制,有效降低了自动站疑误数据对天气监测预报业务服务可能造成的不利影响。     

自动站地面月报表预审方法

简要介绍了我国地面气象台站自动观测系统应用软件在地面气象记录月报表预审工作中的运用,并对自动气象站地面气象记录月报表预审的常规操作步骤和在预审过程中应注意的问题作了较详细的描述,以帮助预审员在预审工作中避免错情的发生,保证地面月报表的编制质量。     

影响人工站与自动站水汽压差值原因探究

为探究人工观测气象站与自动站水汽压差值产生原因,利用全国134个1年的基准气象观测站逐时气压、干球气温、湿球温度等资料,分别采用人工站和自动站水汽压计算公式,模拟了本站气压、干球温度、湿球温度、自动站气温、相对湿度等要素产生一增量时,水汽压所对应变化量随各要素的变化规律,并分析了影响水汽压差值与其主导因子定量关系。通过实际观测资料的数据模拟分析,气压和干球温度的系统误差对人工与自动观测站的水汽压差值影响很小,而自动站的相对湿度和气温对水汽压差值影响较大,其中相对湿度的影响最明显。当自动站的相对湿度或气温的系统误差为一固定值时,水汽压差值变化幅度随气温大小变化,气温越高,水汽压差值越大。     

北京地区自动气象站气温观测资料的质量评估

该文从完整性、准确性、可靠性3个方面设计了自动气象站数据质量评估的流程,并对北京地区187个自动气象站1998—2009年逐时气温资料进行了质量评估。结果显示:北京地区自动气象站建设初期重点兼顾城区和山区的布设策略,为北京区域气候研究提供了较好的基础;北京地区正常运行的自动气象站发生中度和重度缺测的站点相对较少,离散和轻度连续的缺测较集中,具有较好的区域一致性;错误发生率最高为3.8%,大多数年份错误发生率均在1%以下,可见自动气象站错误数据相对较少;尽管可疑数据涉及的站点相对较多,但经空间一致性检查后,有超过50%可归并为正确数据。评估分析结果表明:北京地区自动气象站数据具有一定的准确性和可靠性,具有较强的应用潜力和前景。     

自动站月报表预审中极值异常现象浅析

近年新型自动气象站在地面测报中发挥越来越大的作用,而地面预审是保证气象资料正确性的一项重要工作.随着计算机处理在地面审核中的应用,可以解决数据问相当多的逻辑错误,但由于现行地面气象测报业务软件月报表预审的功能尚不甚完备,以及受仪器故障和失误操作等的影响,容易造成记录的气象要素极值数据出现异常,分析此类问题成因并提出相关处理方法,以及就如何保证B、Z,A、J文件完整性,尤其是B到A文件转换时极值出现错误进行探讨,避免报表数据错误造成错情.     

地面自动站资料质量控制方案及应用

为满足精细、 短时天气预报的需求, 我国地面自动站（AWS）观测系统的建设日趋完善。AWS资料在数值预报系统中没得到充分使用的原因之一是AWS观测资料的特殊性及数值预报系统缺少有效针对AWS观测资料的质量控制(QC)方案。本文AWS QC方案在参考国际先进的AWS QC方案基础上, 根据我国地面自动站的特点和数值天气预报模式对地面资料应用的要求设计。其目的是解决AWS观测资料在数值预报中应用的质量问题。本方案采用多种质量控制技术, 其中包括台站气候极值检查、 要素间一致性检查、 时间一致性检查、 持续性检查、 背景场一致性检查、 空间一致性检查、 综合决策算法、 自动统计评估反馈技术。本文从检查方法对错误资料的敏感度和确定性进行理论分析表明, 该方案具有更强的敏感度和确定性。将该方案应用于北京地区2006年8月AWS实际观测资料检验, 结果表明, 该方案能有效地识别观测资料中存在明显错误的资料, 有效地为地面自动站资料在数值模式中的应用提供客观质量依据。     

湖南省雨滴谱仪与常规降水观测对比分析

湖南省97个国家气象站自2017年开始陆续安装了雨滴谱仪,2018年1月1日起进行平行观测。为分析评估其探测降水量的准确性,选取湖南省12个国家站2018年雨滴谱仪观测资料和自动站翻斗雨量计小时降水资料,从总体观测误差、不同降水量级下观测误差和累积降水量观测误差3个方面进行对比分析,结果表明：（1）雨滴谱仪小时降水量和翻斗雨量计小时降水量存在显著的相关性,R2平均为0.94,其中南岳站R2最低为0.90,浏阳站R2最高为0.98,12个站的小时降水量绝对偏差均值为0.34mm;（2）当小时降水量Rh<1.0mm时,各站雨滴谱仪降水量较翻斗雨量计降水量平均偏大0.05mm,且平均差值绝对值均在0.2mm以下;当1.0mm≤Rh<2.6mm时,大部分站点雨滴谱降水量均大于或与翻斗雨量计降水量相当;当2.6mm≤Rh<5.0mm时,株洲和南岳站雨滴谱降水量较翻斗雨量计降水量明显偏小,武冈和娄底站雨滴谱仪降水量则明显偏高;当5.0mm≤Rh<8.0mm时,除株洲和南岳站外,其它各站雨滴谱降水量均大于或与翻斗雨量计降水量相当;当8.0mm≤Rh<16.0mm 时,除株洲和南岳站雨滴谱仪降水量偏小外,其他各站雨滴谱仪降水量均较翻斗雨量计降水量偏大;当Rh≥16.0mm时,雨滴谱仪降水量偏差明显变大,平均偏差绝对值达到3.570mm;（3）雨滴谱仪累计降水量和翻斗雨量计累计降水量变化趋势基本一致,除汨罗和南岳站外,雨滴谱仪累计降水量常表现为偏多。通过分析可见,湖南省雨滴谱仪雨量观测有较好可靠性,可为强降水监测预警、人工影响天气及降水数据订正等提供数据支撑。     

双套自动气象站数据评估及其优势探讨

象站双套运行的结果和优缺点进行了深入分析和探讨。从缺测率上分析了双套站数据的完整性,认为双套站可以明显降低数据的缺测率,具有保证数据完整性的优点。从差值的统计数字特征以及一致率、超差率和粗差率等指标上分析了两套数据的差异性,表明双套站大部分要素 (如气温、气压、相对湿度等) 具有差值小、差值变化幅度小、数据之间有较高的一致率、较低的粗差率和超差率等特点,但个别要素 (草面温度和5 cm地温) 差异略大。运行中通过对两套数据的差值、差值的滑动平均值、差值日变化特征的监控可以及时发现数据异常、探测仪器的系统性误差等情况,从而说明双套站具有保证数据质量的潜在优势,且从一定程度解决了目前自动气象站单套运行的不足之处。